1、第十二章 机械能和内能一、选择题1.微波炉是一种家用的食品加热炉，它利用（） A.电流的热效应B.微波的能量C.光波的能量D.红外线的热作用2.泉州地处沿海,其昼夜气温变化不如地处沙漠的吐鲁番大,其主要原因是海水与沙石相比有较大的（） A.热量B.密度C.比热容D.内能3.冬天，我们常用热水袋取暖，这主要是因为水具有（） A.较大的比热容B.较大的密度C.较高的沸点D.较大的质量4.关于内能，下列说法正确的是( ) A.0以下的物体，没有内能B.0以下且静止的物体，没有内能C.温度低的物体可能比温度高的物体内能多D.物体内能增加，一定要从外界吸收热量5.四冲程汽油机工作时，主要将机械能转化为内
2、能的冲程是（ ） A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程6.将一瓶酒精用去三分之二，则剩余部分酒精的质量、比热容和热值（ ） A.都变为原来的三分之一B.热值、比热容不变，质量变为原来的三分之一C.都不变D.热值不变，质量、比热容变为原来的三分之一7.下列关于能量的转化和守恒的说法,正确的是（ ） A.柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能B.火力发电厂主要把煤的化学能直接转化为电能C.由能量守恒定律可知,永动机总有一天可以制造成功D.由能量守恒定律可知,只要尽可能减小绳子与滑轮之间摩擦,滑轮组的机械效率可能会达到100%8. 下列关于热现象的说法中正确的是（ ） A.温度高的物体含有的
3、热量多B.物体的内能增加，一定时从外界吸收了热量C.液体的沸点随液面上方气压的增大而降低D.冰水混合物吸热时，温度不变，内能增大9.下列说法中正确的是（） A.物体运动越快，内能越大B.物体运动越快，温度越高C.物体运动越快，它的动能越大D.物体运动越快，它的机械能越大10.用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热（如图2，根据测得数据分别描绘出两液体的温度随加热时间变化的图象（如图乙）在相同的时间内两液体吸收的热量相等，不计液体热量散失，分别用ma ， mb ， ca ， cb表示a、b两液体的质量和比热容，则结合图中信息作出的下列推断正确的是（ ） A.若ma=mb ， 则cacbB.若ma=
4、mb ， 则ca=cbC.若ca=cb ， 则mambD.若ca=cb ， 则mamb11.关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ） A.物体的温度越高，所含的热量越多B.物体的温度升高，内能增大C.进行热传递时，热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递D.冬天用热水袋取暖是通过做功方式改变内能的12.小明将一次性纸杯倒满开水，已知水的比热容为4.2103J/（kg），这杯水温度降低到可以饮用时，放出的热量最可能是（） A.1104JB.4.2104JC.1105JD.1.5105J二、填空题 13.如图所示，用力划火柴，是利用增大_的方法增大摩擦力，从能量的转化角度来看，它与汽油机的_冲
5、程能量转化相同。14.酒精灯中的酒精燃烧一部分后，剩余的酒精热值_，比热容_（选填“增大”、“减小”或“不变”） 15.牡丹江局是水稻的主产区之一。水稻是喜温植物，春季育秧时，通常傍晚向秧田灌水，早晨将水放出，以防霜冻.是因为水的_较大。气温降低时，水能放出较多的_(选填“温度”，“内能”，“热量”)。 16.如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出在这个实验中，燃料燃烧时的_能转化为_能，传给水和水蒸气，最后转化为塞子的_能 17.汽油机工作的四个冲程中，只有_冲程是燃气对外做功，在此冲程中，内能转化为_能 18.额定功率为1000W的电热水壶正常工作时，将
6、质量为1.5的水从20加热到100，耗时10min，则水吸收的热量为_J，电热水壶消耗的电能为_J，该热水壶的效率是_ 19.如图所示，是人造地球卫星运动的轨道示意图，当人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中，_能转化为_能，在近地点，速度最_（大/小）。20.如图甲是一种新型插座，它能即时显示接在该插座时的用电器的工作电压和所耗电费等信息（插座本身消耗电能由内部电池提供），小明将装有质量为2.4kg、初温为10水的电水壶插在该插座上，这时插座屏幕上显示如图乙所示，当水烧开至100时，屏幕显示如图丙所示，这段时间内电水壶消耗的电能为_J，实际功率为_W，电水壶烧水的效率为_电费单价：0.5元
7、/（kWh）；c水=4.2103J/（kg）21.人类对内能的大量利用，好处是给人类文明_，其缺点是由于燃料在燃烧时会产生_和_等，会造成_，大气污染不但直接有害人体健康，而且会影响植物的_甚至影响全球的_ 22.一杯水，温度由30C加热到50C时吸收的热量为Q1 ， 再由50C加热到70C时吸收的热量为Q2 ， Q1_Q2（填大于、小于或等于）。 三、实验探究题 23.如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中，并测出沙子和水的初温然后用酒精灯加热并不断搅拌，每隔lmin记录一次温度实验记录如表：加热时间/min01234温度/沙子2025293438水
8、2021222324（1）实验中，加热时间长短 实质上反映了_ （2）分析表格数据可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是_；若使两者升高相同的温度，则_吸收的热量较多通过大量类似实验，人们发现了物质的又一种物理属性，物理学将这种属性叫做_ 24.小明为比较“不同物质的吸热能力”设计了如下的实验方案：将质量相等的水和煤油分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热水和煤油，实验装置如图所示，实验时每隔一段时间同时测量水和煤油的温度（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定_的位置，再调整固定_的位置（选填“A”或“B”） （2）下表是小明
9、在探究过程中记录的数据由表格可知，小明是通过_方法，来比较水和煤油的吸热能力的小明得出的结论是_物质次数质量m/kg升高的温度t/加热时间t/min水10.110220.2104煤油30.110140.2102（3）若水的比热容为4.2103J/（kg），请你计算出第一次实验中，水吸收的热量 四、综合题 25.小星用燃气灶将质量为2 kg，温度为25的水加热到100，则水需要吸收多少热量?该燃气灶的热效率是25，则加热这些水需要燃气多少千克?【水的比热容是4.2103J/（kg），燃气的热值是4.5107J/kg】 26.=某汽车的四冲程的汽油机的最大功率是60KW，以最大功率工作时飞轮转速为
10、2400r/min，活塞从气缸一端运动到另一端所扫过的容器为气缸排气量，汽油机工作时，为保证汽油有效燃烧，汽油必须与吸进空气成适当比例，这就是空燃比（可燃混合气体中空气质量与燃油质量之比），如图为该汽车汽油机的示意图，该气缸的排气量为1.8L，燃烧室（活塞移至最上方时的上方空间）容积为0.2L，空燃比14：1，可燃混合气体的密度为1.35kg/m3 （1）汽油是由石油提炼出来的，石油属于_（选填“新”、“清洁”、“可再生”、“不可再生”）能源 （2）汽车制动过程中，其动能转化为地面、轮胎、空气的内能，这些内能无法自动地转化为机械能再用来驱动汽车，这说明能量的转化具有_性 （3）该汽油机以最大功
11、率工作时，每秒钟做功_次，其中，_冲程汽油机对汽车提供动力 （4）当这辆汽车以最大功率在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶，则汽车所受的阻力是_N，此时，该汽车的汽油机每秒钟燃烧汽油的质量是_g 答案解析 一、选择题1.【答案】B 【解析】【分析】电磁波除了用于通信外，还有别的用途；微波炉内有很强的电磁波，这种波的波长很短，食物分子在它的作用下剧烈振动，使得内能增加，温度升高【解答】因为微波有能量，所以可以用它来加热食物，即选项B正确；故选B2.【答案】C 【解析】【分析】水的比热容较大，和其他物质相比，水可以在吸收或释放相同热量时，温度变化较小沙石的比热容较小，和其他物质相比，沙石可以
12、在吸收或释放相同热量时，温度变化较大沙石的比热容小，白天受太阳照射后，温度升高的较多，晚上降温程度较大，所以昼夜温差大沿海地区水较多，由于水的比热容大，所以即使白天受太阳照射后，温度升高的也不多，晚上降温程度较小，所以昼夜温不大故选C【点评】本题考查学生对比热容定义的理解能力3.【答案】A 【解析】【分析】因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以用热水袋取暖。故选A【点评】解决本题的关键是熟知水的比热容大。4.【答案】C 【解析】 AB、内能不可能为0，AB不符合题意；C、温度低的物体可能比温度高的物体内能多，因为内能的大小不但和温度有关，还和质量和
13、状态有关C符合题意D、物体内能增加，一定要从外界吸收热量，这句话不正确，因为改变物体内能的方法有：做功和热传递D不符合题意故答案为：C【分析】内能的影响因素有温度、质量、状态等，改变内能的方法有做功和热传递.5.【答案】B 【解析】 四冲程汽油机工作时，一个工作循环由：吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成；吸气和排气冲程，都有气门打开，没有能的转化；压缩冲程中，两气门关闭，活塞向上运动，压缩气体做功，机械能转化为内能；做功冲程中，两气门关闭，燃料燃烧释放的内能推动活塞向下运动，内能转化为机械能；故答案为：B【分析】内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程.一个
14、工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周.6.【答案】B 【解析 酒精用去三分之二后，质量变为原来的三分之一，热值和比热容都是物质本身的属性，只与物质的种类有关，与物质的质量无关，所以当质量改变时，热值和比热容都不变，B不符合题意.故答案为：B.【分析】单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，比热容是单位质量的物质温度每升高或降低一摄氏度，所吸收或放出的热量两者与质量无关.7.【答案】A 【解析】 A、柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能，A符合题意；B、火力发电厂主要把煤的化学能先转化为内能，再将内能转化为机械能，最后将机械能转化为电能，B不符合题意；C、由能量守恒定律可
15、知,永动机不能制造成功，C不符合题意；D、由能量守恒定律可知，尽可能减小绳子与滑轮之间摩擦,可以提高滑轮组的机械效率，但滑轮组的机械效率不能达到100%，D不符合题意。故答案为：A。【分析】A、柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能；B、火力发电厂发电时的能量转化：燃料的化学能内能机械能电能；C、由能量守恒定律可知,虽然能量在转化的过程中守恒，但是能量的转移是有方向性的；D、使用任何机械时，额外功总是存在的，机械效率达不到100%。8.【答案】D 【解析】【解答】解：A、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故A错误；B、物体的内能增加，可能从外界吸收了热量，也可能
16、是外界物体对他做功，故B错误；C、液体的沸腾随着气压的增大而升高，液体的沸点随液面上方气压的增大而升高，故C错误；D、冰水混合物质量不变，温度不变，但吸热，所以内能增大，故D正确故选D【分析】（1）热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量；（2）做功和热传递都能改变物体的内能；（3）液体的沸腾随着气压的增大而升高；（4）内能的大小与物体质量、温度和状态有关此题考查了热量的理解、改变内能两种方式的理解、气压与沸点关系的理解和内能的影响因素，是一道综合题9.【答案】C 【解析】【分析】物体由于运动而具有的能叫动能；物体内所有分子热运动具有的动能和分子势能的总和叫内能；据此分析判断【解答】物体运动越
17、快，物体的动能越大，但机械能是动能和势能之和，物体的机械能不一定大，故C正确、D错；内能是物体内所有分子热运动具有的动能和分子势能的总和，温度是指物体的冷热程度，都与物体运动速度无关，故AB都错故选C【点评】本题考查了学生对动能、内能、温度几个概念的了解与掌握，属于基础题目10.【答案】C 【解析】【解答】解：AB、若ma=mb ， 吸收相同的热量，a的温度升高幅度大，由c= 知，a的比热容较小，b的比热容较大AB错误；C、若ca=cb ， 吸收相同的热量，a的温度升高幅度大，由m= 知，a的质量较小，b的质量较大，C正确，D错误故选：C【分析】物质吸收热量的多少与比热容、质量和升高的温度成正
18、比，由题意知，相同时间两种液体吸收的热量相同，由图象可以得到升高的温度与热量的关系，利用Q=cmt变形公式对比热容和质量大小作出判断11.【答案】B 【解析】【解答】解：A、热量是热传递过程中能量的改变量，不能说物体的温度越高所含的热量就越多，故A错；B、影响物体内能大小的因素有：物体的温度、质量、状态等，一个物体的温度越高内能越大，故B对；C、物体间发生热传递的条件是;存在温度差，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，故C错；D、冬天用热水袋取暖是通过热传递的方式改变内能的，故D错。故选B。【分析】（1）热量是物体在热传递过程中能量的改变量；（2）影响物体内能大小的因素有：物体的温度、质
19、量、状态等，一个物体的温度越高内能越大；（3）物体间发生热传递的条件是;存在温度差；（4）改变物体内能的方式：热传递、做功。热传递改变物体的内能是能的转移，做功改变物体的内能是内能和其它形式能的转化。12.【答案】B 【解析】【解答】解：一次性纸杯能盛水的质量在200g=0.2kg左右，开水温度降低到可以饮用时，降低的温度大约为50，水放出的热量是：Q放=cmt=4.2103J/（kg）0.2kg50=4.2104J故B符合实际情况故选B【分析】估计一次性纸杯能盛水的质量在200g左右，开水温度降低到可以饮用时降低的温度大约为50，根据Q放=cm（t0t）可求出水放出的热量二、填空题13.【答
20、案】压力；压缩 【解析】【解答】用力划火柴，利用增大压力的方法增大了火柴与火柴盒的摩擦力；这个过程中，机械能转化成内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。【分析】增大摩擦力方法和内燃机的4个冲程14.【答案】不变；不变 【解析】【解答】热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关.比热容是物质也的一种特性,它也只与物质的种类有关.当一杯酒精烧掉一半以后,剩下的酒精的热值和比热容大小均不变.故答案为：不变；不变【分析】比热容、热值是物质的一种特性，与物质的种类有关，与质量的大小无关15.【答案】比热容；热量 【解析】【解答】水的比热容是常见物体中最大的；根据Q放Cm(tt0)，气温降低时，由于水的
21、比热容比较大，在质量一定时，水可以放出更多的热量。故答案为：比热容；热量.【分析】比热容的物质的吸热能力，水的比热容较大，吸热能力强.16.【答案】化学；内；机械 【解析】【解答】解： 在试管中装些水，用酒精灯加热的过程中，燃料燃烧的化学能转化内能；这些内能传递给试管中的水，使得水的内能增加，产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界的大气压，水蒸气就会将塞子冲出，即对塞子做功，水的内能转化为塞子的机械能故答案为：化学；内；机械【分析】该题考查内能做功过程，即先通过燃料燃烧增加内能，而后内能对外做功，即将内能转化为机械能，故据此思路分析即可17.【答案】做功；机械 【解析】【解答】解：
22、在一台单缸四冲程汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，完成了内能和机械能的转化；压缩冲程是将机械能转化为了内能的过程故答案为：做功；机械【分析】汽油机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能18.【答案】5.04105；6105；84% 【解析】【分析】（1）水吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）1.5kg（10020）=5.04105J（2）电热水壶消耗的电能：W=Pt=1000W600s=6105J，（3）电热水壶的效率：= 100%= 100%=84%故答案为：5.04105；6105；84%19.【答案
23、】重力势；动；大 【解析】【分析】在机械能守恒的前提下，当人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中，位置越来越低，重力势能减小，重力势能转化为动能，速度越来越大，在近地点，速度最大。20.【答案】1.08106；1500；84% 【解析】【解答】解：这段时间内消耗的电能为W= =0.3kWh=1.08106J，实际功率为P= = =1500W；水吸收的热量为：Q=cmt=4.2103J/（kg）2.4kg（10010）=907200J则烧水效率为：= 100%= 100%=84%故答案为：1.08106；1500；84%【分析】（1）电价和显示费用求出消耗的电能；（2）根据P=W/t求出实际功
24、率；（3）利用Q=cmt求出水吸收的热量，结合效率公式求出烧水效率21.【答案】带来文明；二氧化硫；氮氧化物；环境污染；正常生长；气候 【解析】【解答】解：人类对内能的大量利用，好处是给人类文明带来来了很大的进步；缺点是：因为人类获得内能的主要途径是燃料燃烧，由于燃料燃烧的时候会产生二氧化硫和氮氧化物等有害物质，会造成酸雨，影响植物生长，造成环境污染 故本题答案为：带来文明，二氧化硫，氮氧化物，环境污染，正常生长，气候【分析】要解答本题需掌握：内能大量的利用，给人们带来的好处和对环境的污染22.【答案】等于 【解析】【解答】由题意知，同一杯水质量相同，m1=m2 ， 比热也相同，c1=c2 ，
25、 由30加热到50时升高的温度t1=50-30=20，由50加热到70时升高的温度t2=70-50=20，两次加热升高的温度也相同，t1=t2 ， 由热量公式：Q=cmt很容易得知，Q1=Q2。【分析】解决本题的关键是根据热量的计算公式Q=cm（t-t0）分析吸收热量大小关系。三、实验探究题23.【答案】（1）水和沙子吸收热量的多少（2）沙子；水；比热容 【解析】【解答】解：（1）用相同的酒精灯加热，在相等时间内水与沙子吸收的热量相等，加热时间实质上反映了水和沙子吸收热量的多少，加热时间越长，说明吸收热量越多（2）由表中实验数据可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是沙子；若使
26、两者升高相同的温度，水加热时间较长，说明吸收的热量较多由上可知，水吸热能力较强，物理学将这种属性叫做比热容故答案为：（1）水和沙子吸收热量的多少；（2）沙子；水；比热容【分析】（1）实验中通过加热时间来反映水和沙子吸收热量的多少；（2）分析表中实验数据，然后得出结论24.【答案】（1）B；A（2）升高相同的温度比较吸热的多少；水的吸热能力比煤油强（3）Q=cmt=4.2103J/（kg）0.1kg10=4.2103J答：水吸收的热量为4.2103J 【解析】【解答】解：（1）在安装、调整实验器材时，要先安装下面的，因为如果先安装上面的，下面不一定合适所以先固定B装置，再调整A装置的位置（2）分
27、析第1、3次或第2、4次实验数据，可知物质的质量相等，升高的温度相同，而物质吸收的热量不同，因此可以得出的初步结论是：质量相同的不同物质（或水和煤油）升高相同的温度，吸收的热量不相同（或加热的时间不相同）【分析】（1）在安装、调整实验器材时，要先安装下面的，因为如果先安装上面的，下面不一定合适（2）利用控制变量法分析实验时，其基本思路是先找出相同（保持不变）的实验条件，然后再找出不同的实验条件，最后观察实验结果跟变化的实验条件之间的关系利用控制变量法归纳实验结论的基本步骤是：先书写保持不变的条件，再书写变化规律（3）直接利用Q=cmt即可计算出水吸收的热量四、综合题25.【答案】解 : 水吸收
28、的热量燃气完全燃烧时放出的热量 燃气的质量 答 : 水吸收的热量是6.3105J , 需要燃气0.056千克 . 【解析】【分析】利用公式Q吸=cmt计算水吸收的热量；根据效率公式求出燃气需放出的热量Q放 ， 再根据公式Q放qm计算需要的燃气的质量 .26.【答案】（1）不可再生（2）方向（3）20；做功（4）2103；3.6 【解析】【解答】解：（1）石油、化石能源、核能等不能够短时间得到补充，属于不可再生能源；（2）散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动骑车，这是因为能量的转移和转化具有方向性；（3）汽油机的转速为2400r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于40一个工作
29、循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动40次，对外做功20次； 做功冲程产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，做功冲程汽油机对汽车提供动力；（4）汽车以1=108km/h=30m/s匀速行驶时，汽车受到的阻力等于牵引力，有P= = =Fv=FfvFf= = =2103N；一个工作循环吸入混合物的体积：由题意知：1.8L=（1 ）V，则V=1.8L =2.025L=2.025103m3；一个工作循环吸入混合物的质量：m混=混V=1.35kg/m32.025103m3=2.7103kg一个工作循环吸入汽油的质量m油= m混= 2.7103kg=0.18103kg
30、；1s对外做功20次，汽车的汽油机每秒钟燃烧汽油的质量是：0.18103kg20=3.6103kg=3.6g故答案为：（1）不可再生；（2）方向；（2）20；做功；（3）2103；3.6，【分析】（1）能够短时间从自然界得到补充的是可再生能源，短时间得不到补充的是不可再生能源；（2）能量转化和转移是有方向性的，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变；（3）四冲程汽油机的四个冲程为一个工作循环，一个工作循环中只有做功冲程对外做功，活塞往复两次，曲轴转动两周先根据汽油机的转速求出1s内汽油机曲轴的转动圈数，然后求出1s内汽油机对外做功的次数；在压缩冲程末、做功冲程初，火花塞冒出电火花，将混合气体点燃，混合气体剧烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；（4）当汽车匀速行驶时，有P=Fv=F阻v，根据输出功率求出阻力的大小；轮轴转动两周，完成一个工作循环，吸气一次，根据m=V计算出燃料混合物的质量，根据空燃比计算出汽油的质量第 12 页
